【技术实现步骤摘要】
一种黑碳制备装置及制备方法
本专利技术涉及黑碳制备和纯化装置,具体属于一种供室内研究使用的固液两用燃料燃烧制备黑碳并的装置。
技术介绍
一般认为,黑碳气溶胶是由化石燃料和生物质等含碳物质不完全燃烧所产生的细小颗粒物,粒径在0.01μm-1μm之间,是大气是PM2.5的重要组成部分。黑碳在我国排放量大,可造成能见度降低,促进灰霾天气形成,并在大气输送过程中吸附有机物、重金属和二次污染物等影响大气组成和大气化学过程,同时,其本身或其表面吸附的污染物可引发呼吸系统、心血管以及其它疾病的发生,对人体健康带来不利影响。目前对黑碳研究主要来自室外采样研究,对实验室燃烧多种燃料获得黑碳的研究报道较少,现有的黑碳制备方法大多操作麻烦或获取黑碳的方法与现实脱节,且黑碳来源单一,对不同状态燃料尤其是日常生活常见燃料燃烧产生黑碳的研究分析存在较大局限性。另外,有关实验室通过燃烧制备黑碳后立即纯化获得新鲜黑碳的研究手段报道不多,不能满足研究工作者的科研需求。
技术实现思路
为了更好地研究不同来源黑碳的理化性质以及获取较纯净黑碳的技术,并能在实验室模拟自然界不同燃料黑碳的制备,通过对其纯化产生需要的黑碳颗粒,为开展其在大气中转化过程和毒理学研究奠定基础。本专利技术提供一种黑碳制备装置及制备方法,以实现在室内尤其是实验室内研究不同来源黑碳的产生并获取纯化黑碳。本专利技术的技术方案是:一种黑碳制备装置,包括燃料燃烧装置、纯化系统、尾气处理装置和电控自动化系统;所述燃料燃烧装置包括液体燃料燃烧装置和固体燃料燃烧装置,液体燃料燃烧装置通过耐温保温管与固体燃料燃烧装置连接;所述的液体燃料燃烧装置 ...
【技术保护点】
1.一种黑碳制备装置,其特征在于包括燃料燃烧装置、纯化系统、尾气处理装置和电控自动化系统;所述燃料燃烧装置包括液体燃料燃烧装置和固体燃料燃烧装置,液体燃料燃烧装置通过耐温保温管与固体燃料燃烧装置连接;所述的液体燃料燃烧装置由燃油机(2)及设置在燃油机(2)外部的耐高温防火隔板组成;固体燃料燃烧装置由管式电阻炉(3)及顶部安装的温度控制器(4)组成;所述纯化系统包括旋风除尘器(6)、粗粒过滤器(8)、纯化管(9)和储气箱(10),旋风除尘器(6)连接粗粒过滤器(8)且安装有灰斗(7),粗粒过滤器(8)连接纯化管(9),纯化管(9)连接储气箱(10),储气箱(10)连接;所述储气箱(10)内部设置温度传感器(5),上面安装带有液晶屏的直读式黑碳浓度测量仪(11),侧面设有采样孔(12);所述电控自动化系统包括供电电源、可编程控制器(1),可编程控制器(1)通过导线与烟气浓度传感器、黑碳浓度测量仪(11)、引风机(14)连接;出气口连接尾气处理瓶(13),尾部连接引风机(14)。
【技术特征摘要】
1.一种黑碳制备装置,其特征在于包括燃料燃烧装置、纯化系统、尾气处理装置和电控自动化系统;所述燃料燃烧装置包括液体燃料燃烧装置和固体燃料燃烧装置,液体燃料燃烧装置通过耐温保温管与固体燃料燃烧装置连接;所述的液体燃料燃烧装置由燃油机(2)及设置在燃油机(2)外部的耐高温防火隔板组成;固体燃料燃烧装置由管式电阻炉(3)及顶部安装的温度控制器(4)组成;所述纯化系统包括旋风除尘器(6)、粗粒过滤器(8)、纯化管(9)和储气箱(10),旋风除尘器(6)连接粗粒过滤器(8)且安装有灰斗(7),粗粒过滤器(8)连接纯化管(9),纯化管(9)连接储气箱(10),储气箱(10)连接;所述储气箱(10)内部设置温度传感器(5),上面安装带有液晶屏的直读式黑碳浓度测量仪(11),侧面设有采样孔(12);所述电控自动化系统包括供电电源、可编程控制器(1),可编程控制器(1)通过导线与烟气浓度传感器、黑碳浓度测量仪(11)、引风机(14)连接;出气口连接尾气处理瓶(13),尾部连接引风机(14)。2.如权利要求1所述的一种黑碳制备装置,其特征在于所述管式电阻炉(3)的外壳采用钢板圈焊成,外表面静电喷涂,炉膛采用碳化硅材料制成,加热元件为铁铬铝合金丝,保温材料为陶瓷纤维,管式电阻炉炉膛直径是60mm,高度是2000mm,温度范围为室温~1000℃,管式电阻炉顶部安装的温度控制器(4)与可编程逻控制辑器(1)相连,并设多段升温保温曲线。3.如权利要求1所述的一种黑碳制备装置,其特征在于旋风除尘器(6)由集尘圆筒、倒锥和排气风管组成,旋风除尘器(6)处理粒径大于5μm的颗粒,对焚烧后的烟气进行初步除尘;旋风除尘器(6)进口流速12-22m/s,旋风除尘器(6)的筒体直径是300mm,高度是870mm。4.如权利要求1所述的一种黑碳制备装置,其特征在于粗粒过滤器(8),由骨架、布袋组成,骨架由外表镀锌的8根钢筋和7个圆环组成,其外部为玻璃纤维布袋,过滤精度是0.5-150μm,布袋上方设有吊钩,方便滤袋的取用更换;布袋外套的左、右两端分别为进、出口,进、出口均设置法兰,底部有螺纹。5.如权利要求1所述的纯化管(9),其特征在于其内部间隔涂覆有机和无机气体的吸收材料,且外形为连环葫芦形,大口径φ=100mm,小口径φ=50mm,目的是增大气体与吸收材料的接触面积,延长作用时间。6.如权利要求1所述的尾气处理瓶(12)内装有初效过滤网、蜂窝型活性炭滤芯、HEPA滤网组合而成的高效滤片,并可通过瓶身上方的插入口随时替换。7.如权利要求1所述的一种黑碳制备装置,其特征在于燃料燃烧...
【专利技术属性】
技术研发人员:耿红,李金磊,周欢,翟帅营,董川,
申请(专利权)人:山西大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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